تولید ضایعات کشاورزی به دلایل متعددی مانند مدیریت نامناسب، بهره وری گسترده، کمبود نیروی کار، هزینه نا مناسب حمل و نقل، افزایش مکانیزاسیون، استفاده ناکارآمد از علوفه و غیره به تهدیدی جدی برای محیط زیست تبدیل شده است. زباله ها به ناچار پس از برداشت در سایت های کشاورزی برای پاکسازی مزرعه تولید و سوزانده می شوند. ضایعات کشاورزی مانند شلتوک، پوسته برنج، نیشکر و محصولات گرم قرمز 10 تا 15 برابر بیشتر از محصولات واقعی تولید می کنند. نخود کبوتر (گرم قرمز) یکی از قدیمی ترین، دومین محصول بزرگ با پوشش 38.49 هزار هکتار و 28.66 هزار تن تولید، کشت گسترده در هند است که با پوشش 79.65 درصد از سطح منطقه و تولید در رتبه اول قرار دارد. 67.28 درصد در جهان بر اساس داده های گزارش شده توسط اداره توسعه حبوبات و وزارت کشاورزی و رفاه کشاورزان، دولت هند [1]. نخود کبوتر ساقه های چوبی، برگ ها و گل ها را تشکیل می دهد. ساقه‌های چوبی گیاه نخود کبوتر به‌عنوان کلبه‌های غیر دائمی، نرده‌ها، سقف‌های کاهگلی و سبد بافی، علاوه بر مصارف مختلف مانند بادشکن، گیاهان پوششی، گیاهان سایه‌انداز، کود سبز و سوخت پخت و پز استفاده می‌شده است. در روستاهای دیروز

علاوه بر این، بازده و استفاده بالقوه به عنوان افزایش مستمر تقاضا ظاهر شد [2]. هرچقدر هم که دلگرم کننده به نظر می رسد، این یک موضوع جدی در مورد محیط زیست است زیرا آنها برای پاکسازی مزرعه برای آماده شدن برای برداشت بعدی و انجام ورزش فراوان در این روزها اقدام به سوزاندن باز ساقه های چوبی کردند [3]. این باقیمانده‌ها آشکارا سوزانده می‌شوند، زیرا اعتقاد بر این است که نتیجه مطلوبی بر بازده دارند. با این حال، آن را نشان می دهد که سوزاندن پس از برداشت از باقی مانده منجر به بهره وری بیشتر محصول در طول فصل آینده و اثرات نامطلوب بر خاک. همچنین، مدیریت نامناسب در دسترس بودن زیاد ساقه های چوبی توجه را به طراحی یک استراتژی سازگار با محیط زیست برای به حداکثر رساندن پایداری کشاورزی و ایجاد منبع درآمد جایگزین برای کشاورزان جلب کرد [4]، [5]. اجرای آرماتوربندی الیاف طبیعی در مصالح سیمانی باید با احتیاط و شایستگی انجام شود. در مورد الیاف کاه جو و گندم برای ایجاد ترکیبات عایق ساختمان، تعدادی فرآیندهای قبلی مورد نیاز است، مانند مخلوط کردن با گچ آهک/گچ و تصفیه کاه با روغن بذر کتان یا آب جوشیده برای کاهش جذب آب و در عین حال افزایش سازگاری بایندر و چسبندگی. ایجاد مصالح ساختمانی پایدار نیز با مشکلات و کاستی هایی همراه بود. ارزیابی فرآیندهای ساخت آجر نشان داد که روش‌های مرسوم ساده‌تر اجرا می‌شوند، زیرا آجر با اختلاط مواد مبتنی بر خاک توسعه می‌یابد و سپس آجرها قالب‌گیری، خشک می‌شوند و در کوره پخت می‌شوند. با این حال، مشاهده شده است که توسعه آجرهای پایدار چالش‌برانگیزتر است، به ویژه از آنجایی که محققان دستورالعمل‌هایی در مورد ادغام زباله‌های کشاورزی با مواد معمولی نداشتند. تجزیه و تحلیل نشان داد که فقدان سیاست‌هایی برای تسهیل توسعه مصالح ساختمانی پایدار مختلف، در نتیجه منجر به اختلاط در نسبت‌های مختلف غلظت می‌شود. این یک شکاف تحقیقاتی موجود را برای بررسی و شناسایی نسبت‌های بهینه که باید در ادغام انواع مختلف زباله‌های کشاورزی اتخاذ شود، برجسته می‌کند. با این حال، می توان پیشنهاد کرد که بررسی هنوز در کاربردهای دنیای واقعی که در آن مصالح ساختمانی مبتنی بر زباله کشاورزی مورد نیاز است، مطلوب است [6]، [7].

علاوه بر این، تقاضای زیاد برای مواد جایگزین برای فناوری ساختمان سبز و استفاده از آن به عنوان یک منبع کمک زیادی به کشاورزان می‌کند و می‌توان یک مفهوم اکولوژیکی ساخت و ساز ساختمان را پیاده‌سازی کرد [8، [9]، [10]، [11]، 12]، [13]. اخیراً استفاده از این محصولات ساخته شده از کامپوزیت های زیستی در بخش ساخت و ساز ساختمان توجه فزاینده ای را به خود جلب کرده است و به یک روش رایج تبدیل شده است [14، [15]، [16]، [17]، [18]. تولید پلیمرهای مبتنی بر زیستی از منابع تجدیدپذیر و سنتز میکروبی در مقایسه با روش‌های سنتز شیمیایی که به درمان اسید-قلیایی یا ترکیب کوپلیمری متکی هستند، به آسانی مقیاس‌پذیر، مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط‌زیست است. علیرغم توسعه روش‌های مصنوعی پیشرفته و استفاده از بیوفیلم‌ها در ساخت‌وساز، شبکه‌های حذف، بسته‌بندی هوشمند/هوشمند مواد غذایی و داروها، تولید تجاری به دلیل هزینه، اقتصادی بودن تولید، ماندگاری، تجزیه‌پذیری زیستی و در دسترس بودن مواد کافی محدود است. بقایای کشاورزی برای تولید تجاری پلیمرهای مبتنی بر زیست و جایگزینی آنها با پلیمرهای مصنوعی، به تکنیک‌های تولیدی مبتکرانه و مقرون به صرفه نیاز است [19]. علاوه بر این، استفاده بیش از حد از شن و ماسه طبیعی و رودخانه ای که احتمالاً به عنوان سنگدانه ریز در بتن استفاده می شود، تأثیر نامطلوبی بر بهره برداری از منابع طبیعی داشته و منجر به زوال بستر رودخانه، نازک شدن سطح ایستابی می شود. فرسایش بستر رودخانه و هر چیز دیگری منجر به توسعه ناپایدار می شود. در نتیجه، کشف جایگزین های مناسب برای سنگدانه های معمولی باید به تدریج به حیاتی تبدیل شود [20]. همچنین گسترش روزافزون پسماندهای کشاورزی و ضایعات صنعتی یکی از دغدغه های مشکلات اکولوژیکی مختلف بوده است که با استفاده از این مواد در سازه های بتنی می توان این مشکلات را کاهش داد.

الزامات دوام بتن باید به طور مداوم افزایش یابد تا ایمنی در یک دوره زمانی طولانی‌تر و به دلیل مواجهه با محیط‌زیست چالش‌برانگیز و سناریوهای خدمات ساختاری تضمین شود. همچنین به به حداقل رساندن عملیات تعمیر و نگهداری و هزینه های مرتبط کمک خواهد کرد. استفاده از بتن‌های تقویت‌شده با الیاف با کارایی فوق‌العاده (UHPFRC) یکی از مصالح پیشرفته بتن و مفاهیم ساختاری است که دائماً در حال تکامل است. ویژگی های دوام ذاتی شامل بتن تقویت شده با الیاف با عملکرد فوق العاده بالا (UHPFRC) در حالت ترک نخورده است. با این حال، نسبت آب به سیمان بسیار پایین به دلیل افزایش خطر ترک‌خوردگی زودهنگام به دلیل افزایش انقباض، نگران‌کننده است. وجود نانو افزودنی‌ها (نانوالیاف آلومینا و نانوبلورهای سلولز به عنوان ترکیبات نانویی عامل‌دار) خواص مکانیکی را بدون توجه به شرایط پخت محیطی بهبود می‌بخشد، ساختار متخلخل را اصلاح می‌کند، هیدراتاسیون سیمان را بهبود می‌بخشد و دوام ذاتی را با کاهش کلر و انتقال آب افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، در حالت ترک خوردگی، نانومواد تشکیل دهنده توانایی خودآببندی و خود ترمیمی نمونه های غوطه ور در آب های زمین گرمایی را افزایش دادند [23]. مزیت استفاده از UHPFRC افزایش عمر سازه های بتنی در سناریوهای «حمله کلریدی» با تمرکز اولیه بر افزایش دوام ذاتی مصالح به دلیل ساختار فشرده آن است. تاثیر خود آب بندی ترک ها بر بازیابی دوام (مقاومت در برابر نفوذ کلرید و نفوذپذیری آب) و خواص مکانیکی (استحکام خمشی و صلبیت) UHPFRC نیز مورد بررسی قرار گرفته است. پخت خودزا و پخت مهندسی شده با افزودن مخلوط‌های کریستالی ارتقا یافته‌اند و بازیابی عملکرد ناشی از پخت با شاخص‌های تعریف‌شده مناسب اندازه‌گیری شده است [24]. اثر تخریب محیطی بتن با منشاء بازیافتی نیز با استفاده از سنگدانه های بازیافت شده در معرض کربناته شدن تسریع شده (درصد جایگزینی معادل 50 درصد) بررسی شده است. رفتار بتن با دوام فوق‌العاده بازیافتی (R-UHDC) تولید شده از بخش‌های مختلف سنگدانه‌های بازیافتی نیز به‌عنوان جایگزینی برای سنگدانه‌های طبیعی، به‌دست‌آمده از UHDC خرد شده، ارزیابی شده است. پتانسیل بازیافت مخلوط های UHDC با استفاده از آنها به عنوان جایگزینی جزئی یا حتی کلی برای سنگدانه های ریز طبیعی در تولید UHDC جدید توسعه و تایید شده است. تایید شده است که بازسازی موثر UHDC جدید بر اساس سنگدانه های بازیافتی به دست آمده از UHDC خرد شده به ویژگی های رئولوژیکی مورد نیاز دست می یابد. خواص مکانیکی (مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و چقرمگی) و عملکرد دوام (مقاومت در برابر نفوذ کلرید، مهاجرت کلرید، مکش آب مویرگی و مقاومت) [25].

اینها منابع جایگزینی برای مصالح معمولی هستند که برای کاربردهای ساختمانی استفاده می شوند [26]. استفاده مستمر از این مواد می تواند انتشار کربن را کاهش دهد و در نتیجه اثرات زیست محیطی ساخت و ساز ساختمان را کاهش دهد [27]. این می‌تواند مسیری را برای تکامل چندین مطالعه تجربی فراهم کند تا طیف وسیعی از بقایای کشاورزی و مواد بازیافتی را در معرض دید قرار دهد، که بدون شک می‌توانند به‌عنوان پانل‌های صوتی، سقفی، ذرات و حرارتی استفاده شوند [28]. به عنوان مثال، یک الیاف لیگنوسلولزی طبیعی که از بقایای کشاورزی مانند کنف، خرما، کتان و آفتابگردان به دست می‌آید قبلاً به‌عنوان یک ماده عایق مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است [29]، [30]، [31]، [32]. این مطالعات نشان می دهد که چگالی پانل های عایق به طور قابل توجهی بر هدایت حرارتی در مورد مواد با چگالی کم برای عایق تأثیر می گذارد. الیاف طبیعی دارای تأثیر زیست محیطی کم، طبیعت زیست تخریب پذیر، هزینه کمتر و یکی از رویکردهای پایداری است که خواص حرارتی فیزیکی قابل قبولی را نشان می دهد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. بنابراین، چندین محقق این احتمال را آزمایش کرده اند که الیاف طبیعی یک عایق حرارتی سازگار با محیط زیست است. ارزش رسانایی حرارتی مواد مختلف عایق الیاف طبیعی در جدول 1 نشان داده شده است. استفاده آزمایشی و آزمایشگاهی محدود از مواد زائد کشاورزی برای ورود به بازار در مقیاس بزرگتر گسترده نشده است. در مطالعه حاضر، ما تلاش کرده‌ایم توسعه آینده یک محصول جدید را با استفاده از محصولات جانبی / باقیمانده‌های کشاورزی مختلف برای کاربردهای ساختمانی نشان دهیم. خواص حرارتی و صوتی بقایای مختلف کشاورزی برای استفاده بالقوه به عنوان مواد سازگار با محیط زیست برای ساخت و سازهای ساختمان سبز ارزیابی شده است. همچنین، ما مواد با ارزش و مبتنی بر ضایعات کشاورزی را برای حیاتی ترین خواص حرارتی و صوتی بررسی کرده ایم.